JP2017511606A - Solar cell module and method for manufacturing such a module - Google Patents
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Abstract
おもて面および裏面とともに半導体基板に基づく太陽電池（１２）を含む太陽電池モジュールを製造するための方法に関する。この方法は、基板から太陽電池を作製するステップと、裏面にコーティング層を堆積するステップとを含む。堆積ステップは、裏面にコーティング粉末（２０）を付加して、その面に付着粉末層を形成するステップを含む。本方法は、堆積ステップの後に、付着粉末層を事前アニールされたコーティング層に変換するために、太陽電池モジュール上で第１のアニールプロセスを実施するステップを含む。さらに、本方法は、太陽電池上の接触領域（１４）のロケーションにおける付着粉末層の除去によって太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップ、または太陽電池上の接触領域をマスキングすることによって太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップを含む。【選択図】 図２ａThe invention relates to a method for manufacturing a solar cell module comprising a solar cell (12) based on a semiconductor substrate together with a front surface and a back surface. The method includes the steps of making a solar cell from the substrate and depositing a coating layer on the back surface. The deposition step includes adding a coating powder (20) to the back surface to form an adherent powder layer on that surface. The method includes performing a first annealing process on the solar cell module to convert the deposited powder layer to a pre-annealed coating layer after the deposition step. Furthermore, the method comprises the steps of creating an open contact area on the solar cell by removal of an adherent powder layer at the location of the contact area (14) on the solar cell, or masking the contact area on the solar cell. Creating an open contact area on top. [Selection] Figure 2a
Description
本発明は、太陽電池モジュール、およびかかる太陽電池モジュールを製造するための方法に関する。さらに、本発明は、かかる太陽電池モジュールを備えるソーラーパネルに関する。また、本発明は、かかる太陽電池モジュールおよび／またはソーラーパネルモジュールを製造するための加工ラインおよびツールに関する。 The present invention relates to a solar cell module and a method for manufacturing such a solar cell module. Furthermore, this invention relates to a solar panel provided with this solar cell module. The present invention also relates to a processing line and a tool for manufacturing such a solar cell module and / or a solar panel module.
半導体ベースの太陽電池は、ｐ／ｎ接合を形成するｐ形ドープ層とｎ形ドープ層との層構造をもつ半導体基板を備える。 A semiconductor-based solar cell includes a semiconductor substrate having a layer structure of a p-type doped layer and an n-type doped layer forming a p / n junction.
太陽電池における材料の量を低減するために、より薄い基板を使用する傾向がある。その結果、基板はより脆弱になり、ソーラーパネルへの組付け中に扱うのがより難しくなる。 To reduce the amount of material in solar cells, there is a tendency to use thinner substrates. As a result, the substrate becomes more fragile and more difficult to handle during assembly to the solar panel.
すべての接点が裏面上にある太陽電池からなるソーラーパネルでは、接点は、典型的には、バックシート層上の導体パターンに接続される。太陽電池とバックシート層との中間には、太陽電池の接点のロケーションと、導体パターン上の対応する接触領域のロケーションとに対応する開口をもつカプセル材層が配置される。カプセル材層の開口には、太陽電池接点と導体パターンとの間の電気接触を提供するための結合材料が付加される。結合材料は、典型的には、接着剤と、導体ベースのフィラーとを備える。フィラーは、典型的には、銀または銀合金ベースの粉末である。導体ベースのフィラーの量を低減するために、カプセル材層は、カプセル材層がそれのカプセル化および応力軽減特性を保持するならば、できる限り薄いべきである。 In solar panels consisting of solar cells with all contacts on the back side, the contacts are typically connected to a conductor pattern on the backsheet layer. Between the solar cell and the backsheet layer, an encapsulant layer having an opening corresponding to the location of the solar cell contact and the location of the corresponding contact area on the conductor pattern is disposed. A bonding material is added to the opening of the encapsulant layer to provide electrical contact between the solar cell contacts and the conductor pattern. The bonding material typically comprises an adhesive and a conductor-based filler. The filler is typically a silver or silver alloy based powder. In order to reduce the amount of conductor-based filler, the encapsulant layer should be as thin as possible if the encapsulant layer retains its encapsulation and stress relief properties.
ソーラーパネルでは、穿孔されたバックシートが使用される。大きいパネルの場合、例えばカプセル材シートに穴を作成する穴あけ装置の精度が限られていることにより、およびカプセル材料の寸法安定性が限られていることにより、カプセル材シートの穴を導電性パターン化ホイルの接触領域と一致させるのが困難である。 For solar panels, perforated backsheets are used. In the case of a large panel, for example, due to the limited accuracy of the drilling device that creates holes in the encapsulant sheet, and due to the limited dimensional stability of the encapsulant material, the holes in the encapsulant sheet are made conductive patterns. Difficult to match the contact area of the foil.
ソーラーパネルにおいて、導電性接着剤は、すべてのセルの接点のために印刷されるステンシルである。大きいパネルの場合、印刷の精度が不十分になり、それが印刷の不整合をもたらし得る。 In solar panels, the conductive adhesive is a stencil that is printed for all cell contacts. For large panels, the printing accuracy is insufficient, which can lead to printing misalignments.
モジュール製造のために、導電性パターン化バックシート上でカプセル材穿孔および導電性接着剤印刷を行う機械が利用可能である。これは、典型的には固定の所定サイズをもつモジュールのために行われ、これらの機械は、ツールの配置の精度の限界により、異なる可変サイズおよび形状をもつモジュールの生産には適さない。 For module manufacturing, machines that perform encapsulant drilling and conductive adhesive printing on conductive patterned backsheets are available. This is typically done for modules with a fixed predetermined size, and these machines are not suitable for the production of modules with different variable sizes and shapes due to the limited accuracy of tool placement.
米国特許出願公開第２０１０／０１１６９２７号明細書は、それの受光面側上の前層と裏層との間にカプセル化された少なくとも１つの光起電力要素を備える太陽電池モジュールを開示しており、前記前層は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）ポリマーを備える少なくとも１つの層を備える。 US 2010/0116927 discloses a solar cell module comprising at least one photovoltaic element encapsulated between a front layer and a back layer on its light receiving surface side. The front layer comprises at least one layer comprising tetrafluoroethylene (TFE) polymer.
米国特許出願公開第２０１３／００８７１８１号明細書は、接触側上に設けられた接触領域を有する裏面接触半導体セルを有する光起電力モジュールを生成するための方法を開示しており、この方法は、非導電性ホイルタイプ基板を提供するステップと、基板上に半導体セルの接触側を配置するステップと、半導体セルの接触側の接触領域において開口を生成するために基板を貫通するレーザードリル加工を実施するステップと、開口を充填するためにおよび基板上に延長する接触層を形成するために基板上に接触手段を堆積（成膜）するステップとを含む。 US 2013/0087181 discloses a method for producing a photovoltaic module having a back contact semiconductor cell with a contact area provided on the contact side, which method comprises: Providing a non-conductive foil type substrate, placing the contact side of the semiconductor cell on the substrate, and performing laser drilling through the substrate to create an opening in the contact area on the contact side of the semiconductor cell And depositing contact means on the substrate to fill the openings and to form a contact layer extending on the substrate.
米国特許第８，４４０，９０３号明細書は、粉末コーティングおよび熱処理プロセスを使用して形成されたソーラーモジュールを開示している。ソーラーモジュールは、表面領域と、表面領域の上にある光起電力材料とを有する基板を含む。ソーラーモジュールは、光起電力材料の上にある障壁材料をさらに含む。その上、ソーラーモジュールは、障壁材料の上にあり、光起電力材料を機械的に保護するために光起電力材料を囲んでいるコーティングを含む。いくつかの実施形態では、光起電力材料は薄膜光起電力電池であり、コーティングは、静電噴霧によって形成され熱処理プロセスで硬化される気泡が実質的にない粉末コーティングによって実現される。 U.S. Patent No. 8,440,903 discloses a solar module formed using a powder coating and heat treatment process. The solar module includes a substrate having a surface region and a photovoltaic material overlying the surface region. The solar module further includes a barrier material overlying the photovoltaic material. Moreover, the solar module includes a coating overlying the barrier material and surrounding the photovoltaic material to mechanically protect the photovoltaic material. In some embodiments, the photovoltaic material is a thin film photovoltaic cell, and the coating is achieved by a powder coating that is substantially free of bubbles formed by electrostatic spraying and cured by a heat treatment process.
本発明の目的は、従来技術からの欠点を克服することである。この目的は、放射を捕捉するためのおもて面および裏面とともに半導体基板に基づく太陽電池を備える太陽電池モジュールを製造するための方法によって達成され、
本方法は、
半導体基板から太陽電池を作製するステップと、
太陽電池の少なくとも１つの面上にコーティング層を堆積する堆積ステップであって、
この堆積ステップが、少なくとも裏面上にコーティング粉末を付加して、前記面上に付着粉末層を形成するステップを含む、堆積ステップと、
堆積ステップの後に、
コーティングされた太陽電池を作成するように、付着粉末層を事前アニールされたコーティング層に変換するために、太陽電池上で第１のアニールプロセスを実施するステップと
を含み、本方法は、
太陽電池上の接触領域のロケーションにおける付着粉末層の除去によって太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップであって、除去が第１のアニールプロセスに先行する、ステップ
または
付着粉末層による被覆を防ぐためにおよび太陽電池上にオープン接触領域を作成するために、太陽電池上の接触領域をマスキングすることによって太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップであって、マスキングが１つまたは複数の堆積ステップに先行する、ステップ
のいずれかをさらに含む。
The object of the present invention is to overcome the drawbacks from the prior art. This object is achieved by a method for manufacturing a solar cell module comprising a solar cell based on a semiconductor substrate with a front surface and a back surface for capturing radiation,
This method
Producing a solar cell from a semiconductor substrate;
A deposition step of depositing a coating layer on at least one surface of the solar cell,
The depositing step comprises adding a coating powder on at least the back surface to form an adherent powder layer on the surface;
After the deposition step
Performing a first annealing process on the solar cell to convert the deposited powder layer to a pre-annealed coating layer to create a coated solar cell, the method comprising:
Creating an open contact area on the solar cell by removal of the adherent powder layer at the location of the contact area on the solar cell, wherein the removal precedes the first annealing process or prevents coating with the adherent powder layer. Creating an open contact region on the solar cell by masking the contact region on the solar cell to create an open contact region on the solar cell, the masking comprising one or more deposition steps Further including any of the steps preceding.
本方法によって、太陽電池基板は、基板の少なくとも１つの面上のコーティングとして事前アニールされたコーティング層とともに提供される。第１のアニールプロセスにおける事前アニールにより、コーティング粉末粒子は、基板面に付着しており、多孔性層または緻密層とともにパーコレートされた網を形成している。事前アニールされたコーティング層の多孔性状態または緻密状態は、第１のアニールプロセスの条件（例えば、持続時間および温度）によって制御される。 By this method, a solar cell substrate is provided with a pre-annealed coating layer as a coating on at least one side of the substrate. By the pre-annealing in the first annealing process, the coating powder particles are attached to the substrate surface and form a percolated network together with the porous layer or the dense layer. The porous or dense state of the pre-annealed coating layer is controlled by the conditions (eg, duration and temperature) of the first annealing process.
コーティングは基板の厚さを増し、したがって、基板の強化をもたらし、特に「薄い基板」の場合、後続のソーラーパネル作製ステップ中に基板の割れの危険を減少させる。 The coating increases the thickness of the substrate, thus providing substrate strengthening, especially in the case of “thin substrates”, reducing the risk of substrate cracking during subsequent solar panel fabrication steps.
さらに、本方法は、コーティング材料がソーラーパネル製造中のカプセル化に好適な材料である場合、事前アニールされたコーティング層がソーラーパネル積層プロセスのためのプリカーサーカプセル材層を提供することを実現する。 Further, the method provides that the pre-annealed coating layer provides a precursor encapsulant layer for the solar panel lamination process when the coating material is a material suitable for encapsulation during solar panel manufacture.
粉末が基板に付着する段階中に、粉末の選択的除去、または太陽電池上の接触領域のロケーションにおける選択的マスキングは、太陽電池の接触領域が、粉末がないままになることを実現する。選択的除去は、例えば、粉末を局所的に除去する真空ノズルによって可能である。真空ノズルは、配置デバイスによって配置および制御され得る。 During the stage where the powder adheres to the substrate, selective removal of the powder, or selective masking at the location of the contact area on the solar cell, allows the solar cell contact area to remain free of powder. Selective removal is possible, for example, with a vacuum nozzle that removes the powder locally. The vacuum nozzle can be placed and controlled by a placement device.
代替的に、接触領域は、粉末コーティングステップに先行するマスキングによっても粉末がないままになり得る。 Alternatively, the contact area may remain free of powder by masking prior to the powder coating step.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、堆積ステップは、おもて面上にコーティング粉末を付加して、前記面上に付着粉末層を形成するステップをさらに含む。 According to one aspect, the invention relates to a method as described above, wherein the depositing step further comprises the step of adding a coating powder on the front surface to form an adherent powder layer on the surface. .
本方法は、基板の片面または両面コーティングを形成するために使用され得る。 The method can be used to form a single or double sided coating of a substrate.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、太陽電池上にオープン接触領域を作成するための、太陽電池上の接触領域のロケーションにおける付着粉末層の除去をさらに含む。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, which method removes an adherent powder layer at a location of a contact area on a solar cell to create an open contact area on the solar cell. Further included.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、マスキングは、太陽電池を支持ツール上に配置することによって実施され、太陽電池の各接触領域は支持ツールの突出部によってカバーされる。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, wherein the masking is performed by placing the solar cell on a support tool, each contact area of the solar cell being covered by a protrusion of the support tool. Is done.
この実施形態では、マスキングは、支持ツールが太陽電池の面に接触するロケーションにおいて、支持ツールによって行われる。 In this embodiment, the masking is performed by the support tool at a location where the support tool contacts the surface of the solar cell.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、支持ツールの少なくとも１つの突出部は、接触領域の面を保持するために真空ノズルを備える。 According to one aspect, the invention relates to a method as described above, wherein at least one protrusion of the support tool comprises a vacuum nozzle for holding the surface of the contact area.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、第１のアニールプロセスは、事前アニールされたコーティング層として多孔性層を生成するように調整される。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein the first annealing process is tailored to produce a porous layer as a pre-annealed coating layer.
事前アニールされたコーティング層の多孔性は、第１のアニールプロセス中に粉末の脱ガスのためのチャネルを提供することによって有利であり得る。 The porosity of the pre-annealed coating layer can be advantageous by providing a channel for degassing of the powder during the first annealing process.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、第１のアニールプロセスは、事前アニールされたコーティング層として緻密層を生成するように調整される。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein the first annealing process is tailored to produce a dense layer as a pre-annealed coating layer.
緻密層は、最小量の導電性接着剤を用いたステンシル印刷を可能にする。より厚い多孔性層は、粗くてまだ厚い多孔性層上でステンシルが十分に平坦にならない方法でステンシルプロセスを妨げる、何らか粗さを有し得る。その結果、ステンシルにおける開口から接触領域までの距離はあまりに高くなり得る。導電性接着剤ドットは、比較的大きくなり、必要とされるよりも多くの材料を含むことになろう。 The dense layer allows stencil printing with a minimal amount of conductive adhesive. The thicker porous layer may have some roughness that interferes with the stencil process in a way that the stencil does not become sufficiently flat on the rough yet thick porous layer. As a result, the distance from the opening in the stencil to the contact area can be too high. The conductive adhesive dots will be relatively large and will contain more material than needed.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、第１のアニールプロセスは真空中で実施される。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein the first annealing process is performed in a vacuum.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、太陽電池モジュールが、第１のアニールプロセスに先行して、支持層の間に構成され、第１のアニールプロセスが、太陽電池モジュールが支持層の間にある間に実施されることを含む。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, wherein the solar cell module is configured between the support layers prior to the first annealing process, and the first annealing is performed. The process includes being performed while the solar cell module is between the support layers.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、太陽電池モジュールに対して支持層を押圧するステップを含む。 According to one aspect, the invention relates to a method as described above, the method comprising the step of pressing the support layer against the solar cell module.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、支持層はリブのパターンとともに提供される。このようにして、事前アニールされたコーティング層は、真空下で後のソーラーパネル積層プロセス中にガスの除去を可能にするチャネルの構造とともに提供される。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein the support layer is provided with a pattern of ribs. In this way, a pre-annealed coating layer is provided with a channel structure that allows for gas removal under vacuum during a subsequent solar panel lamination process.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、分配技法、噴出技法またはスクリーン印刷技法のいずれかによって、太陽電池のオープン接触領域において接触材料を付加するステップをさらに含む。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, wherein the method adds the contact material in the open contact area of the solar cell by either a dispensing technique, a jetting technique or a screen printing technique. Further included.
事前アニールされたコーティング層の開口において付加される必要がある接触材料の量は、事前アニールされたコーティング層の厚さの低減に比例して低減し、それにより、必要な接触材料の量およびそれのコストが節約され得る。 The amount of contact material that needs to be added at the opening of the pre-annealed coating layer is reduced in proportion to the reduction in thickness of the pre-annealed coating layer, thereby reducing the amount of contact material required and Cost can be saved.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、ソーラーパネルスタックの形成のために、
パネルモジュール透明カバー層を設けるステップと、
太陽電池の接触面がパネルモジュール透明カバー層から離れて対向しているように、パネルモジュール透明カバー層上に少なくとも１つの太陽電池を構成するステップと、
少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上にバックシート層を構成するステップであって、バックシート層が、太陽電池の接触領域に対応する接触領域をもつ導電層パターンで構成される、ステップと、
太陽電池とバックシート層との間で、第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされたコーティング層が溶融するように、第２のアニールプロセスにおいてソーラーパネルスタックを高い温度および圧力に曝露するステップと
をさらに含む。
According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, which method is for forming a solar panel stack.
Providing a panel module transparent cover layer;
Configuring at least one solar cell on the panel module transparent cover layer such that the contact surface of the solar cell faces away from the panel module transparent cover layer;
Configuring a backsheet layer on at least one coated solar cell, wherein the backsheet layer is composed of a conductive layer pattern having a contact area corresponding to the contact area of the solar cell;
Exposing the solar panel stack to a high temperature and pressure in a second annealing process such that the pre-annealed coating layer in the first annealing process melts between the solar cell and the backsheet layer. Including.
第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされたコーティング層は、ソーラーパネル積層プロセス中にカプセル材層として提供される。 The coating layer pre-annealed in the first annealing process is provided as an encapsulant layer during the solar panel lamination process.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、ソーラーパネルスタックの形成のために、パネルモジュール透明カバー層を設けるステップと、
太陽電池の接触面がパネルモジュール透明カバー層から離れて対向しているように、パネルモジュール透明カバー層上に少なくとも１つの太陽電池を構成するステップと、
太陽電池の接触領域に対応する導電層接触領域をもつ導電層パターンで構成されたバックシート層を設けるステップと、
導電層パターン接触領域上に接触材料を構成するステップと、
太陽電池の接触領域に対応する導電層パターン接触領域とともに少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上にバックシート層を構成するステップと、
太陽電池とバックシート層との間で、第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされたコーティング層を溶融するように、第２のアニールプロセスにおいてソーラーパネルスタックを高い温度および圧力に曝露するステップと
をさらに含む。
According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, the method comprising providing a panel module transparent cover layer for the formation of a solar panel stack;
Configuring at least one solar cell on the panel module transparent cover layer such that the contact surface of the solar cell faces away from the panel module transparent cover layer;
Providing a backsheet layer composed of a conductive layer pattern having a conductive layer contact area corresponding to the contact area of the solar cell;
Configuring a contact material on the conductive layer pattern contact area;
Configuring a backsheet layer on at least one coated solar cell with a conductive layer pattern contact region corresponding to the contact region of the solar cell;
Exposing the solar panel stack to a high temperature and pressure in a second annealing process so as to melt the pre-annealed coating layer in the first annealing process between the solar cell and the backsheet layer. Including.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、コーティングされた太陽電池は、パネルモジュール透明カバー層のほうへ対向している第２の事前アニールされたコーティング層を備え、第２の事前アニールされたコーティング層は、前記高い温度および圧力の曝露中に溶融される。 According to one aspect, the invention relates to a method as described above, wherein the coated solar cell comprises a second pre-annealed coating layer facing towards the panel module transparent cover layer, The second pre-annealed coating layer is melted during the high temperature and pressure exposure.
太陽電池が裏面とおもて面の両方の上で粉末コーティングされた場合、第２の事前アニールされたコーティング層は、基板とパネルモジュール透明カバー層との間のカプセル材層として提供される。 When the solar cell is powder coated on both the back and front surfaces, the second pre-annealed coating layer is provided as an encapsulant layer between the substrate and the panel module transparent cover layer.
また、事前アニールされたコーティング層の多孔性は、１つまたは複数の多孔性の事前アニールされたコーティング層とともに提供される太陽電池が積層される、ソーラーパネルスタックの製造中に有利であり得る。この積層プロセス中に、多孔性は、事前アニールされたコーティング層中の流路をガスに提供することができ、それにより、太陽電池とバックシート層および／または隣接するカバー層との間に位置するガスの脱ガスの改善が可能になる。このようにして、脱気または脱ガスのために必要な時間が低減され得る。また、ソーラーパネルスタック内のガスの包含が防止され得る。 Also, the porosity of the pre-annealed coating layer can be advantageous during the manufacture of solar panel stacks in which solar cells provided with one or more porous pre-annealed coating layers are stacked. During this lamination process, the porosity can provide a gas flow path in the pre-annealed coating layer, so that it is located between the solar cell and the backsheet layer and / or the adjacent cover layer. This makes it possible to improve the degassing of the gas used. In this way, the time required for degassing or degassing can be reduced. Also, inclusion of gas in the solar panel stack can be prevented.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、この方法は、粉末コーティング技法を使用することによって、パネルモジュール透明カバー層の面上に、前記面上に付着粉末層を作成するステップと、パネルモジュール透明カバー層上に事前アニールされたコーティング層を作成するように、パネルモジュール透明カバー層をパネルモジュール透明カバーアニールプロセスに曝露するステップとを含み、少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上のパネルモジュール透明カバー層の構成は、太陽電池面とパネルモジュール透明カバー層との間にパネルモジュール透明カバーの事前アニールされたコーティング層を構成することを含み、パネルモジュール透明カバーの事前アニールされたコーティング層は、前記高い温度および圧力の曝露中に溶融される。 According to one aspect, the invention relates to a method as described above, wherein the method uses a powder coating technique to apply an adherent powder layer on the surface of the panel module transparent cover layer. Exposing the panel module transparent cover layer to a panel module transparent cover anneal process so as to create a pre-annealed coating layer on the panel module transparent cover layer, wherein at least one coated The configuration of the panel module transparent cover layer on the solar cell includes forming a pre-annealed coating layer of the panel module transparent cover between the solar cell surface and the panel module transparent cover layer, The annealed coating layer has the high temperature and It is melted during exposure pressure.
パネルモジュール透明カバー層は、基板とパネルモジュール透明カバー層との間のカプセル材層のためのプリカーサーとして粉末コーティング層とともに提供され得る。 The panel module transparent cover layer can be provided with the powder coating layer as a precursor for the encapsulant layer between the substrate and the panel module transparent cover layer.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、コーティング粉末は静電噴霧によって付加される。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein the coating powder is applied by electrostatic spraying.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、コーティング粉末は、静電印刷プロセスまたはレーザー印刷プロセスによって付加される。 According to one aspect, the invention relates to the method described above, wherein the coating powder is applied by an electrostatic printing process or a laser printing process.
粉末を基板上に印刷することによって、事前アニールされたコーティング層は、太陽電池の接触領域にわたって開口のパターンを含む基板に転写され得る。 By printing the powder onto the substrate, the pre-annealed coating layer can be transferred to the substrate including a pattern of openings across the contact area of the solar cell.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、少なくとも１つの太陽電池とバックシート層との間の少なくとも事前アニールされたコーティング層は約１００μｍ以下の厚さを有する。 According to one aspect, the present invention relates to the method described above, wherein at least the pre-annealed coating layer between the at least one solar cell and the backsheet layer has a thickness of about 100 μm or less.
粉末コーティング方法は、比較的薄いコーティング層を作成することを可能にし、それにより、生成されるソーラーパネルの全体的な重みが低減されるのが有効である。 The powder coating method advantageously makes it possible to create a relatively thin coating layer, thereby reducing the overall weight of the resulting solar panel.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、高い温度および圧力への曝露の後に、接触領域中の接触材料は約１００μｍ以下の厚さを有する。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, and after exposure to elevated temperatures and pressures, the contact material in the contact region has a thickness of about 100 μm or less.
さらに、事前アニールされたコーティング層の開口において付加される必要がある接触材料の量は、事前アニールされたコーティング層の厚さの低減に比例して低減し、それにより、必要な接触材料の量およびそれのコストが節約され得る。 Furthermore, the amount of contact material that needs to be added at the opening of the pre-annealed coating layer is reduced in proportion to the reduction in the thickness of the pre-annealed coating layer, so that the amount of contact material required And its cost can be saved.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、１つまたは複数の支持層はテフロンまたはテフロン複合材料からなる。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, wherein the one or more support layers comprise Teflon or a Teflon composite material.
そのような材料は、支持層からの事前アニールされたコーティング層の容易な解放を可能にする。 Such a material allows easy release of the pre-annealed coating layer from the support layer.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した方法に関係し、堆積ステップは、粉末と太陽電池との間の電位を使用して実施され、電位は粉末の静電帯電によって生じる。 According to one aspect, the present invention relates to a method as described above, wherein the deposition step is performed using a potential between the powder and the solar cell, the potential being generated by electrostatic charging of the powder.
電位は、粉末が基板の面にわたって分散され得、基板の面に付着する様式で、粉末を帯電状態にさせるのが有効である。 The potential is effective to charge the powder in a manner that allows the powder to be dispersed across the surface of the substrate and adhere to the surface of the substrate.
静電帯電は、例えば、静電噴霧ノズルによって起こり得る。 Electrostatic charging can occur, for example, with an electrostatic spray nozzle.
本発明はまた、裏面およびおもて面、ならびに少なくとも１つのコーティング層とともに半導体基板に基づく太陽電池を備える太陽電池モジュールに関係し、少なくとも１つのコーティング層は、事前アニールされたコーティング層であり、後面とおもて面とのうちの少なくとも１つをカバーする。 The invention also relates to a solar cell module comprising a back surface and a front surface, and a solar cell based on a semiconductor substrate with at least one coating layer, wherein the at least one coating layer is a pre-annealed coating layer; Cover at least one of the rear surface and the front surface.
本発明は、ソーラーパネルを形成するための後続の処理ステップ中に割れに対してコーティング層によって強化された、ほぼ完成した太陽電池製品を提供する。 The present invention provides a nearly complete solar cell product that is reinforced with a coating layer against cracking during subsequent processing steps to form a solar panel.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した太陽電池モジュールに関係し、コーティング層は熱可塑性材料からなる。 According to one aspect, the present invention relates to the solar cell module described above, wherein the coating layer is made of a thermoplastic material.
熱可塑性材料は、後続のソーラーパネル積層プロセス中にカプセル材層としてコーティング層を使用することを可能にする。 The thermoplastic material allows the coating layer to be used as an encapsulant layer during the subsequent solar panel lamination process.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した太陽電池モジュールに関係し、コーティング層は裏面とおもて面とをカバーする。 According to one aspect, the present invention relates to the solar cell module described above, wherein the coating layer covers the back surface and the front surface.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した太陽電池モジュールに関係し、コーティング層は、太陽電池基板の周辺の周りに、裏面およびおもて面に直角に延長している独立延長部分を備える。 According to one aspect, the invention relates to a solar cell module as described above, wherein the coating layer extends around the periphery of the solar cell substrate and extends perpendicularly to the back surface and the front surface. Is provided.
このようにして、熱可塑性材料の縁部が太陽電池基板の周りに設けられ、それにより、太陽電池モジュールのハンドリングが可能になる。 In this way, an edge of the thermoplastic material is provided around the solar cell substrate, thereby allowing handling of the solar cell module.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した太陽電池モジュールに関係し、少なくとも１つのコーティング層は１００μｍ以下の厚さを有する。 According to one aspect, the present invention relates to the solar cell module described above, wherein at least one coating layer has a thickness of 100 μm or less.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した太陽電池モジュールに関係し、少なくとも１つのコーティング層は、太陽電池上の接触領域のロケーションに対応するロケーションにおいて開口を備える。 According to one aspect, the invention relates to a solar cell module as described above, wherein the at least one coating layer comprises an opening at a location corresponding to the location of the contact area on the solar cell.
その上、本発明は、パネルモジュール透明カバー層と、少なくとも１つの太陽電池と、バックシート層とを備えるソーラーパネルに関係し、バックシート層と少なくとも１つの太陽電池との間に第１のカプセル材層が構成され、パネルモジュール透明カバー層と少なくとも１つの太陽電池との間に第２のカプセル材層が構成され、第１のカプセル材層は、太陽電池上の接触領域のロケーションに対応するロケーションにおいて開口とともに構成され、接触材料が、少なくとも１つの太陽電池の各接触領域と、バックシート層上の対応する接触領域との間の開口において構成され、少なくとも第１のカプセル材層および接触材料は１００μｍ以下の厚さを有する。 Moreover, the present invention relates to a solar panel comprising a panel module transparent cover layer, at least one solar cell, and a backsheet layer, the first capsule between the backsheet layer and the at least one solar cell. A material layer is configured, and a second encapsulant layer is configured between the panel module transparent cover layer and the at least one solar cell, the first encapsulant layer corresponding to a location of a contact area on the solar cell. At least a first encapsulant layer and a contact material configured at an opening between each contact region of the at least one solar cell and a corresponding contact region on the backsheet layer Has a thickness of 100 μm or less.
さらに、本発明は、太陽電池を粉末コーティングするための第１のステーションと、太陽電池の少なくとも１つの面上で事前アニールされたコーティング層でコーティングされた太陽電池を作成するために、粉末コーティングされた太陽電池をアニールするための第２のステーションとを備える、太陽電池またはソーラーパネル加工ラインに関係する。 Furthermore, the present invention is powder coated to create a first station for powder coating a solar cell and a solar cell coated with a pre-annealed coating layer on at least one surface of the solar cell. A solar cell or solar panel processing line comprising a second station for annealing the solar cell.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した加工ラインに関係し、この加工ラインは、粉末コーティングされた太陽電池からコーティング粉末を選択的に除去するための第３のステーションをさらに備え、第３のステーションは、使用中に太陽電池が第２のステーションに達する前に第３のステーションを通過するように、第１のステーションと第２のステーションとの中間に構成される。 According to one aspect, the invention relates to a processing line as described above, the processing line further comprising a third station for selectively removing coating powder from the powder-coated solar cell, The third station is configured between the first station and the second station so that in use the solar cell passes through the third station before reaching the second station.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した加工ラインに関係し、第１のステーションは、複数のピラー（柱状体）と、キャリアとを備える支持ツールを備え、ピラーは、キャリアから延長し、太陽電池上の粉末コーティングの堆積中にマスキングされるべきである太陽電池の領域に対応するロケーションに配置される。 According to one aspect, the invention relates to the processing line described above, wherein the first station comprises a support tool comprising a plurality of pillars and a carrier, the pillar extending from the carrier. And is placed at a location corresponding to the area of the solar cell that should be masked during deposition of the powder coating on the solar cell.
一態様によれば、本発明は、上記で説明した加工ラインに関係し、この加工ラインは、第２のステーションが、ベルト炉と、連続支持ベルトと、支持ベルトのための駆動機構とを備え、支持ベルトが、ベルト炉を通る通過中に太陽電池モジュールをクランプするために反対位置に構成されることをさらに備える。 According to one aspect, the invention relates to a processing line as described above, wherein the second station comprises a belt furnace, a continuous support belt, and a drive mechanism for the support belt. The support belt further comprises being configured in an opposite position to clamp the solar cell module during passage through the belt furnace.
有利な実施形態は従属請求項によってさらに定義される。 Advantageous embodiments are further defined by the dependent claims.
本発明について、本発明の例示的な実施形態が示された図面を参照しながら、以下でより詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings in which exemplary embodiments of the invention are shown.
本発明は、半導体基板に基づく太陽電池モジュール、例えばシリコン基板から作られた太陽電池を製造するための方法に関係する。太陽電池は、典型的には、ＭＷＴ（メタルラップスルー）、ＥＷＴ（エミッタラップスルー）、ＨＩＴ（真性薄層をもつヘテロ接合）、ＩＢＣ（交互嵌合バック接点）などのバック接点タイプ太陽電池である。ただし、いくつかの実施形態では、本発明は、フロント接点とバック接点をもつ他の太陽電池タイプをも包含することが考えられる。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module based on a semiconductor substrate, for example a solar cell made from a silicon substrate. The solar cells are typically back contact type solar cells such as MWT (metal wrap through), EWT (emitter wrap through), HIT (heterojunction with intrinsic thin layer), IBC (interdigitated back contact). is there. However, in some embodiments, it is contemplated that the present invention also encompasses other solar cell types with front and back contacts.
図１は、本発明の一実施形態による製造ステップによる太陽電池モジュール１０の断面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a
太陽電池モジュール１０は、上記で説明したように半導体基板に基づく太陽電池１２を備える。太陽電池１２はおもて面Ｆおよび裏面Ｒを有する。この実施形態では、太陽電池の接触領域１４は裏面Ｒに構成される。
As described above, the
この製造ステップ中に、太陽電池１２は支持層１６上に配置される。
During this manufacturing step, the
裏面Ｒおよび接触領域１４は、付着粉末コーティング層２０によってカバーされる。付着粉末コーティング層２０は、粒子と裏面との間の電位の下で裏面Ｒ（および接触領域）を粉末の粒子に曝露することによって堆積されている。
The back surface R and the
一実施形態では、電位は粉末の静電帯電によって生じる。 In one embodiment, the potential is generated by electrostatic charging of the powder.
代替実施形態では、コーティング粉末は静電噴霧によって付加される。またさらなる代替形態では、コーティング粉末は静電印刷プロセス（例えば、トナーおよびドラムベースのレーザー印刷プロセス）によって付加される。 In an alternative embodiment, the coating powder is applied by electrostatic spraying. In yet a further alternative, the coating powder is applied by an electrostatic printing process (eg, a toner and drum based laser printing process).
好ましい実施態様では、粉末コーティングは、ソーラーパネルスタックのためのカプセル材料として好適な熱可塑性材料からなる。 In a preferred embodiment, the powder coating consists of a thermoplastic material suitable as an encapsulant for a solar panel stack.
図２ａ、図２ｂは、後続の製造ステップ中の太陽電池モジュールの断面図を示す。 2a and 2b show cross-sectional views of the solar cell module during subsequent manufacturing steps.
図２ａでは、太陽電池モジュールは、付着粉末コーティング層２０から若干の距離にあるノズル２２とともに示されている。ノズルは、付着粉末コーティング層２０から接触領域１４などの所定のロケーションにおいてコーティング粉末を選択的に除去するように構成される。このようにして、コーティング粉末が実質的にないオープン接触領域１４が作成される。
In FIG. 2 a, the solar cell module is shown with a
代替実施形態では、除去ステップの代わりに、マスキングされた裏面上の位置においてコーティング粉末が蓄積するのを防ぐマスキングステップが使用される。マスキングは、堆積ステップに先行して行われる。 In an alternative embodiment, instead of the removal step, a masking step is used to prevent the coating powder from accumulating at a location on the masked backside. Masking is performed prior to the deposition step.
さらなる実施形態では、マスキングは、太陽電池を支持ツール（図示せず）上に配置することによって実施され、太陽電池の各接触領域（または選択的オープン領域）は支持ツールのピラーによってカバーされる。 In a further embodiment, masking is performed by placing the solar cell on a support tool (not shown), and each contact area (or selectively open area) of the solar cell is covered by a pillar of the support tool.
図２ｂは、オープン接触領域１４をもつ、除去ステップの後の太陽電池モジュールの断面図を示す。マスキングステップをもつ実施形態では、図２ｂは、マスキングツールの除去後の太陽電池モジュールを示す。
FIG. 2 b shows a cross-sectional view of the solar cell module after the removal step with
図３は、本発明の一実施形態によるさらなる製造ステップ中の太陽電池モジュールの断面図を示す。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of a solar cell module during further manufacturing steps according to an embodiment of the present invention.
裏面Ｒ上の付着粉末コーティング層は第２の支持層１７によってカバーされ、おもて面Ｆは、今や粉末粒子に曝露されて、裏面Ｒ上の粉末コーティング層２０と同様の様式でおもて面Ｆ上に付着粉末コーティング層２４が形成される。次に、付着粉末コーティング層２４は支持層１８によってカバーされる。
The adherent powder coating layer on the back surface R is covered by the
後続のステップにおいて、付着粉末コーティング層２０、２４の間に積層された太陽電池１２は高い温度に曝露されて、付着粉末コーティング層は、事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａに変換される（凝固ステップ）。
In a subsequent step, the
アニールは真空条件の下で行われ得る。 Annealing can be performed under vacuum conditions.
アニールおよび随意の真空の条件は、それぞれ、（事前タッキングステップにおける）多孔性の事前アニールされたコーティング層から（事前積層ステップにおける）緻密な事前アニールされたコーティング層の範囲内で事前アニールされたコーティングを作成するために、粉末コーティング層を部分的にあるいは完全に溶融するように構成される。 Annealing and optional vacuum conditions are respectively pre-annealed within the range of a porous pre-annealed coating layer (in the pre-tacking step) to a dense pre-annealed coating layer (in the pre-lamination step) The powder coating layer is configured to melt partially or completely.
一実施形態によれば、事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａの厚さは１００μｍ以下である。厚さは、平均粒径およびサイズ分布など、粉末コーティングプロセスのパラメータおよび粉末パラメータによって制御され得る。
According to one embodiment, the thickness of the
凝固ステップの結果として、粉末コーティング層はあまりもろくなくなり、太陽電池１２の後面およびおもて面への比較的改善された付着を得る。
As a result of the solidification step, the powder coating layer becomes less brittle and obtains a relatively improved adhesion to the back and front surfaces of the
凝固ステップ中に、支持層１７、１８は、太陽電池モジュール１０（すなわち、太陽電池１２および粉末コーティング層２０、２４）をクランプし支持するために配置されたままである。
During the solidification step, the support layers 17, 18 remain in place to clamp and support the solar cell module 10 (ie, the
一実施形態では、支持層はテフロン（ＰＴＦＥ）またはテフロン化合物からなり、これらは、たいていの熱可塑性材料にとって優れたリフトオフ特性を有し、したがって再利用され得る。 In one embodiment, the support layer consists of Teflon (PTFE) or a Teflon compound, which has excellent lift-off properties for most thermoplastic materials and can therefore be reused.
一実施形態では、支持層の一方または両方の面はリブパターンとともに提供され、このリブパターンは、事前アニールされたコーティング層上にパターン化された面形状を作成するために、それぞれの事前アニールされた１つまたは複数のコーティング層中に転写される。 In one embodiment, one or both surfaces of the support layer are provided with a rib pattern that is pre-annealed to create a patterned surface shape on the pre-annealed coating layer. And transferred into one or more coating layers.
凝固ステップは、溶融した粉末コーティング層２０が接触領域における開口をカバーするのを防ぐような条件で行われることを、当業者は諒解されよう。凝固ステップの後に、接触領域における開口は開いたままである。
Those skilled in the art will appreciate that the solidification step is performed under conditions that prevent the molten
図４は、次の製造ステップの後の太陽電池モジュールの断面図を示す。 FIG. 4 shows a cross-sectional view of the solar cell module after the next manufacturing step.
凝固ステップの後に、支持層１７、１８が除去されている。次に、接触材料２６が接触領域１４において付加される。
After the solidification step, the support layers 17, 18 have been removed. Next,
事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａが多孔性である、すなわち、事前タッキングステップによって形成された場合、接触材料２６は接触領域１４のロケーションにおいて分配され得る。事前アニールされたコーティング層が事前積層ステップで作成された場合、接触材料はまた、スクリーン印刷、ステンシル印刷または噴出され得る。
If the
太陽電池モジュールの接触領域への接触材料２６の付加は、バックシート層への接触材料の付加と比較して、付加は、実質的にバックシート層のサイズにわたって正確であるツールを必要とせずにより正確に行われ得る、比較的小さい領域にわたって行われるという利点を有する。その上、太陽電池モジュールへの印刷が整合しない場合、バックシート上の整合しない印刷は完全なバックシートの除去を伴い得るが、その太陽電池モジュールのみが交換を必要とする。
The addition of the
図５は、本発明の一実施形態によるソーラーパネルモジュール５０を示す。
FIG. 5 shows a
ソーラーパネルモジュール５０は、バックシート層５２と、パターン化導電層５４と、複数の太陽電池モジュール１０と、パネルモジュール透明カバー層５６とのスタックを備える。
The
パターン化導電層５４は、太陽電池モジュール１０のほうへ対向しているバックシート層上に構成される。太陽電池１２の裏面Ｒ上の接触領域１４はパターン化導電層５４のほうへ向けられている。太陽電池の上に、パネルモジュール透明カバー層（ガラス層または透明ホイル層）５６が構成される。
The patterned
ソーラーパネルモジュールは、太陽電池モジュール上の接触材料のロケーションがパターン化導電層上の関連するロケーションに配置されるように、複数の太陽電池モジュール１０をパターン導電層上に構成する、バックシート層＋パターン化導電層を設けることによってボトムアップ方向に製造される。太陽電池モジュール１０の上に、パネルモジュール透明カバー層が構成される。
The solar panel module comprises a plurality of
本発明によれば、太陽電池モジュールは、カプセル化のための材料を提供する事前アニールされたコーティング層を備えるので、スタックは別個のカプセル材層を含んでいない。したがって、従来技術に従ってパターン化導電層との位置の正確なマッチングをプロセスが必要とし得る、ソーラーパネルスタックにおいてカプセル材層を構成することが不要であるので、本発明はスタッキングシーケンスを簡略化する。このステップは省略されるので、スタッキングはより少ない時間を必要とする。 According to the present invention, the solar cell module comprises a pre-annealed coating layer that provides the material for encapsulation, so the stack does not contain a separate encapsulant layer. Thus, the present invention simplifies the stacking sequence because it is not necessary to construct the encapsulant layer in a solar panel stack, where the process may require exact matching with the patterned conductive layer according to the prior art. Since this step is omitted, stacking requires less time.
スタックを作成した後に、第２のアニールプロセスにおいて事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａの材料の溶融によってスタックを融合させるために積層プロセスが行われる。積層の後に、ソーラーパネルモジュールは冷却される。太陽電池モジュールの事前アニールされたコーティング層２０ａおよび２４ａは、パネルモジュール透明カバー層と太陽電池との間で、太陽電池とバックシート層との間で、および隣接する太陽電池の中間でカプセル化５８を融合し、形成している。
After creating the stack, a lamination process is performed to fuse the stack by melting the material of the
事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａが多孔性状態であった場合、多孔性は、多孔性層を通る脱ガスが積層プロセス中のガス抜きステップを改善するので、積層プロセス中の真空の付加が拡張されることを可能にする。事前アニールされたコーティング層における多孔性は、事前アニールされたコーティング層を通るガス分子のための流路を提供する、相互接続された空隙のチャネルを備える。
If the
代替または追加として、事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａがリブパターンとともに提供された場合、リブパターンは、ソーラーパネルスタックを脱気するためのチャネルを提供することによって、積層プロセス中の真空の付加が可能にされることを可能にすることに留意されたい。
Alternatively or additionally, if the
太陽電池上の事前アニールされたコーティング層の使用の結果として、カプセル化５８の厚さは、事前アニールされたコーティング層の初期厚さによって決定される。太陽電池とパネルモジュール透明カバー層との間の、または太陽電池とバックシート層との間のカプセル化の厚さは１００μｍ以下であり得、これは、ソーラーパネルにおける従来技術のカプセル化と比較して比較的薄い。
As a result of the use of a pre-annealed coating layer on the solar cell, the thickness of the
比較的薄いカプセル化は、太陽電池接点とパターン化導電層の接点との間の接触材料の所要量が従来技術と比較して著しく低減されることを可能にする。 The relatively thin encapsulation allows the required amount of contact material between the solar cell contacts and the patterned conductive layer contacts to be significantly reduced compared to the prior art.
ソーラーパネルスタックの作成は、パネルモジュール透明カバー層を設けることと、パネルモジュール透明カバー層上に太陽電池モジュールを構成することであって、太陽電池の裏面がパネルモジュール透明カバー層から離れて対向する、ことと、その後に太陽電池モジュールにわたってパターン化導電層およびバックシートを構成することとによって、逆の順序で、すなわちトップダウンで行われ得ることを、当業者は諒解されよう。 The creation of the solar panel stack is to provide a panel module transparent cover layer and to form a solar cell module on the panel module transparent cover layer, the back surface of the solar cell facing away from the panel module transparent cover layer Those skilled in the art will appreciate that this can be done in the reverse order, ie, top-down, by subsequently configuring the patterned conductive layer and backsheet across the solar cell module.
ソーラーパネルスタック中に太陽電池モジュールを構成するステップの間にまたはそれに続いて、隣接する太陽電池モジュールの間に追加のコーティング粉末が追加され得ることを諒解されよう。必要に応じて、追加のコーティング粉末は、隣接する太陽電池モジュールの間のギャップを充填するための追加のカプセル材料を提供することになる。 It will be appreciated that additional coating powder may be added between adjacent solar cell modules during or subsequent to the step of configuring the solar cell modules in the solar panel stack. If necessary, the additional coating powder will provide additional encapsulant material to fill the gap between adjacent solar cell modules.
図６は、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１１の製造ステップを示す。この実施形態では、裏面Ｒ上に粉末コーティング層２０を形成した後に、および裏面において接触領域を開いた後に、太陽電池モジュール１１は支持層１７上に配置され、裏面は支持層のほうへ対向し、粉末コーティング層が依然としてないおもて面Ｆは離れて対向する。
FIG. 6 shows manufacturing steps of the
太陽電池モジュール１１の周りには、太陽電池モジュール１０の周りの周辺縁部を作成するマスキング要素３０が配置される。
Around the
その後、おもて面Ｆを粉末コーティング層２４でカバーするために粉末コーティング堆積ステップが行われる。さらに、太陽電池１２の周辺の周りに延長する粉末コーティング層部分２８が作成される。
Thereafter, a powder coating deposition step is performed to cover the front surface F with the
図７は、凝固ステップの後の図５の太陽電池モジュール１１の断面図を示す。延長している粉末コーティング層部分２８は、凝固ステップ中に事前アニールされた延長部２８ａに変換されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the
図８は、中心部分で図６の太陽電池モジュール１１の上面図を示し、太陽電池１２は、事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａと、事前アニールされたコーティング層材料２８ａからなる周辺部分とによってカバーされる。
FIG. 8 shows a top view of the
図９は、ソーラーパネルの構成中の図７の太陽電池モジュール１１の構成の上面図を示す。
FIG. 9 shows a top view of the configuration of the
延長された事前アニールされたコーティング層２８ａをもつ複数の太陽電池モジュール１１が互いに隣接して構成され、それらのそれぞれの延長された事前アニールされたコーティング層２８ａが互いに重複している。
A plurality of
一実施形態では、太陽電池モジュール１１は屋根瓦のように積層される。
In one embodiment, the
ソーラーパネルにおける延長された事前アニールされたコーティング層２８ａをもつ太陽電池モジュール１１の使用は、ソーラーパネルのカプセル化５８のための延長された事前アニールされたコーティング層２８ａの追加の材料が、カプセル材料の追加の供給として働くことができ、ソーラーパネルスタックの作成中に別個のカプセル材料を追加する必要を除去し得るので、利点を有する。
The use of the
図１０は、本発明の一実施形態による太陽電池モジュールとパネルモジュール透明カバー層との断面図を示す。 FIG. 10 is a cross-sectional view of a solar cell module and a panel module transparent cover layer according to an embodiment of the present invention.
代替実施形態では、太陽電池モジュールは、太陽電池１２の裏面Ｒ上にのみ事前アニールされたコーティング層２０ａとともに提供されるが、おもて面は粉末コーティング層が実質的にない。本発明によれば、パネルモジュール透明カバー層５６は、太陽電池モジュールの場合の同様の様式で、粉末コーティングを用いた堆積プロセスと、その後のアニールステップ（事前タッキングまたは事前積層）とによって作成された、事前アニールされたコーティング層２５ａとともに提供される。
In an alternative embodiment, the solar cell module is provided with a
ソーラーパネルスタックは、パネルモジュール透明カバー層の事前アニールされたコーティング層２５ａ上に太陽電池モジュールのおもて面を構成することと、その後に太陽電池モジュールにわたってパターン化導電層およびバックシート層を構成することと、次いで、ソーラーパネルスタック上で積層プロセスを実施することとによって作成される。
The solar panel stack comprises the front surface of the solar cell module on the
事前アニールされたコーティング層２５ａは、パネルモジュール積層ステップ中に、隣接する太陽電池モジュールの間のギャップをカプセル材料で充填するための供給材料として提供され得る余剰の厚さを有するように構成され得る。
The
代替的に、粉末コーティングされた事前アニールされたコーティング層２５ａの代わりに、カプセル材層がパネルモジュール透明カバー層と太陽電池モジュールとの間に構成され得る。
Alternatively, instead of the powder-coated
また、代替形態として、太陽電池モジュールのおもて面は、事前アニールされたコーティング層によってカバーされるが、裏面の側では、太陽電池の裏面とバックシート層上の導電層パターンとの間にパターン化カプセル材層が提供される。 As an alternative, the front surface of the solar cell module is covered with a pre-annealed coating layer, but on the back side, between the back surface of the solar cell and the conductive layer pattern on the backsheet layer. A patterned encapsulant layer is provided.
図１１は、本発明の一実施形態による製造ステップ中の太陽電池モジュールの断面図を示す。 FIG. 11 shows a cross-sectional view of a solar cell module during a manufacturing step according to an embodiment of the present invention.
この実施形態では、太陽電池は、複数のピラー１０５とキャリア１１０とを備える支持ツール１００上に取り付けられる。ピラー１０５は、キャリア１１０から延長し、太陽電池上の粉末コーティングの堆積中にマスキングされるべきである太陽電池の領域に対応するロケーションに配置される。
In this embodiment, the solar cell is mounted on a
堆積プロセスに先行して、太陽電池１２は支持ツール１００上に取り付けられ、マスキングされるべき領域はピラー１０５の位置と整合される。ピラーのうちの１つまたは複数は、支持ツール１００上で太陽電池をクランプするための真空ノズルとして具備され得る。
Prior to the deposition process, the
ピラー１０５は、太陽電池１２と支持ツールとの間に空間を有するようにキャリア１１０から延長する。
The
次に、付着コーティング層を作成するために太陽電池上にコーティング粉末を堆積するための堆積プロセスが実施される。太陽電池はマスキングされるべき位置のみにおいてカバーされるので、堆積プロセスは、単一の堆積プロセスでコーティング粉末のすべての面の堆積を行うことができる。 Next, a deposition process is performed to deposit a coating powder on the solar cell to create an adherent coating layer. Since the solar cell is only covered at the location to be masked, the deposition process can deposit all sides of the coating powder in a single deposition process.
一実施形態では、ピラー１０５、および場合によっては、キャリア１１０は、テフロンまたはテフロンベースの化合物からなる。
In one embodiment, the
堆積プロセスの後に、付着コーティング層２１をもつ太陽電池１２が支持層上に構成され、上記で説明したようにさらに処理される。
After the deposition process, the
図１２は、本発明の一実施形態による製造ツール２００の概略断面図を示す。
FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a
製造ツール２００は、事前アニールされたコーティング層２０ａ、２４ａで太陽電池モジュールを作成するための事前タッキングまたは事前積層炉に関係する。
The
製造ツール２００は、ベルト炉２１０、連続支持ベルト２２０、２３０と、支持ベルトのための駆動機構２４０とを備える。
The
支持ベルトは、それらの間に太陽電池モジュールをクランプするために反対位置に構成される。 The support belts are configured in opposite positions to clamp the solar cell module between them.
付着コーティング層２０、２４、および存在する場合、延長されたコーティング層２８が、事前タッキングモードまたは事前積層モードのいずれかで、事前アニールされたコーティング層に変換される様式で、支持ベルトはベルト炉を通過する。
The support belt is a belt furnace in a manner in which the deposited coating layers 20, 24 and, if present, the
製造ツールは、支持ベルトの経路内に粉末コーティングステーション（図示せず）を装備し得る。 The production tool may be equipped with a powder coating station (not shown) in the path of the support belt.
一実施形態では、製造ツール２００は、太陽電池を粉末コーティングするための第１のステーションと、太陽電池の少なくとも１つの面上で事前アニールされたコーティング層でコーティングされた太陽電池を作成するために、粉末コーティングされた太陽電池をアニールするための第２のステーションとをもつ、太陽電池またはソーラーパネル加工ラインの一部である。
In one embodiment, the
一実施形態によれば、太陽電池またはソーラーパネル加工ラインは、粉末コーティングされた太陽電池からコーティング粉末を選択的に除去するための第３のステーションを装備する。第３のステーションは、使用中に太陽電池が第２のステーションに達する前に第３のステーションを通過するように、第１のステーションと第２のステーションとの中間に構成される。 According to one embodiment, a solar cell or solar panel processing line is equipped with a third station for selectively removing coating powder from a powder-coated solar cell. The third station is configured between the first station and the second station so that in use the solar cell passes through the third station before reaching the second station.
一実施形態では、図１１に示されている支持ツールは、太陽電池またはソーラーパネル加工ラインの第１のステーションの一部であり得る。 In one embodiment, the support tool shown in FIG. 11 may be part of a first station of a solar cell or solar panel processing line.
本発明について、いくつかの実施形態に関して説明した。前述の詳細な説明を読み取り理解することで、当業者は明らかな変更および改変を想到するであろう。本発明はすべてのそのような変更および改変を含むものとして解釈され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定されるものである。 The invention has been described with reference to several embodiments. Upon reading and understanding the foregoing detailed description, obvious changes and modifications will occur to those skilled in the art. The present invention is to be construed as including all such changes and modifications, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims.
Claims (33)
前記半導体基板から太陽電池を作製するステップと、
前記太陽電池の少なくとも１つの面上にコーティング層を堆積する堆積ステップであって、少なくとも前記裏面上にコーティング粉末を付加して、その面に付着粉末層を形成するサブステップを含む、堆積ステップと、
前記堆積ステップの後に、コーティングされた太陽電池を作成するように、前記付着粉末層を事前アニールされたコーティング層に変換するために、前記太陽電池上で第１のアニールプロセスを実施するステップと
を含み、
当該方法が、
前記太陽電池上の接触領域のロケーションにおける前記付着粉末層の除去によって前記太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップであって、前記除去が前記第１のアニールプロセスに先行する、ステップ
または
前記付着粉末層による被覆を防ぐためにおよび前記太陽電池上にオープン接触領域を作成するために、前記太陽電池上の接触領域をマスキングすることによって前記太陽電池上にオープン接触領域を作成するステップであって、前記マスキングが前記１つまたは複数の堆積ステップに先行する、ステップ
のいずれかをさらに含む、方法。 A method for manufacturing a solar cell module comprising a back surface and a solar cell based on a semiconductor substrate together with a front surface for emitting radiation,
Producing a solar cell from the semiconductor substrate;
A deposition step comprising depositing a coating layer on at least one surface of the solar cell, the method comprising a sub-step of adding a coating powder on at least the back surface to form an adhesion powder layer on the surface; ,
After the deposition step, performing a first annealing process on the solar cell to convert the deposited powder layer into a pre-annealed coating layer to create a coated solar cell. Including
The method is
Creating an open contact region on the solar cell by removal of the deposited powder layer at a location of the contact region on the solar cell, wherein the removal precedes the first annealing process or the deposition Creating an open contact area on the solar cell by masking the contact area on the solar cell to prevent coating with a powder layer and to create an open contact area on the solar cell comprising: The method further comprising any of the steps wherein the masking precedes the one or more deposition steps.
パネルモジュール透明カバー層を設けるステップと、
前記太陽電池の接触面が前記パネルモジュール透明カバー層から離れて対向しているように、前記パネルモジュール透明カバー層上に少なくとも１つの太陽電池を構成するステップと、
前記少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上にバックシート層を構成するステップであって、前記バックシート層が、前記太陽電池の前記接触領域にロケーション的に対応する導電層パターン接触領域をもつ導電層パターンで構成される、ステップと、
前記太陽電池と前記バックシート層との間で、前記第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされた前記コーティング層が溶融するように、第２のアニールプロセスにおいて前記ソーラーパネルスタックを高い温度および圧力に曝露するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。 For the formation of the solar panel stack,
Providing a panel module transparent cover layer;
Configuring at least one solar cell on the panel module transparent cover layer such that a contact surface of the solar cell faces away from the panel module transparent cover layer; and
Forming a backsheet layer on the at least one coated solar cell, wherein the backsheet layer has a conductive layer pattern contact area corresponding locationally to the contact area of the solar cell; A step consisting of a pattern;
Exposing the solar panel stack to high temperature and pressure in a second annealing process such that the coating layer pre-annealed in the first annealing process melts between the solar cell and the backsheet layer. The method of claim 12, further comprising:
パネルモジュール透明カバー層を設けるステップと、
前記太陽電池の前記接触面が前記パネルモジュール透明カバー層から離れて対向しているように、前記パネルモジュール透明カバー層上に少なくとも１つの太陽電池を構成するステップと、
前記太陽電池の前記接触領域にロケーション的に対応する導電層接触領域をもつ導電層パターンで構成されたバックシート層を設けるステップと、
前記導電層接触領域上に接触材料を構成するステップと、
前記太陽電池の前記接触領域に対応する前記導電層接触領域とともに前記少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上に前記バックシート層を構成するステップと、
前記太陽電池と前記バックシート層との間で、前記第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされた前記コーティング層が溶融するように、第２のアニールプロセスにおいて前記ソーラーパネルスタックを高い温度および圧力に曝露するステップと
をさらに含む、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の方法。 For the formation of the solar panel stack,
Providing a panel module transparent cover layer;
Configuring at least one solar cell on the panel module transparent cover layer such that the contact surface of the solar cell faces away from the panel module transparent cover layer;
Providing a backsheet layer composed of a conductive layer pattern having a conductive layer contact region corresponding in location to the contact region of the solar cell;
Configuring a contact material on the conductive layer contact area;
Configuring the backsheet layer on the at least one coated solar cell with the conductive layer contact region corresponding to the contact region of the solar cell;
Exposing the solar panel stack to high temperature and pressure in a second annealing process such that the coating layer pre-annealed in the first annealing process melts between the solar cell and the backsheet layer. The method according to any one of claims 6 to 12, further comprising:
前記パネルモジュール透明カバー層上にカバー事前アニールされたコーティング層を作成するために、前記パネルモジュール透明カバー層をパネルモジュール透明カバーアニールプロセスに曝露するステップと
を含み、
前記少なくとも１つのコーティングされた太陽電池上の前記パネルモジュール透明カバー層の前記構成が、前記太陽電池の面と前記パネルモジュール透明カバー層との間に前記事前アニールされたコーティング層を構成することを含み、
前記事前アニールされたコーティング層が、前記第２のアニールプロセスにおいて前記高い温度および圧力の曝露中に溶融される、
請求項１３または１４に記載の方法。 Creating an adherent powder layer on the surface of the panel module transparent cover layer by using a powder coating technique;
Exposing the panel module transparent cover layer to a panel module transparent cover anneal process to create a cover pre-annealed coating layer on the panel module transparent cover layer;
The configuration of the panel module transparent cover layer on the at least one coated solar cell constitutes the pre-annealed coating layer between the surface of the solar cell and the panel module transparent cover layer; Including
The pre-annealed coating layer is melted during the high temperature and pressure exposure in the second annealing process;
15. A method according to claim 13 or 14.
前記電位が前記粉末の静電帯電によって生じる、請求項１に記載の方法。 The deposition step is performed using a potential between the powder and the solar cell;
The method of claim 1, wherein the potential is generated by electrostatic charging of the powder.
前記少なくとも１つのコーティング層が、第１のアニールプロセスにおいて事前アニールされた、事前アニール済み粉末コーティング層であり、前記裏面と前記おもて面とのうちの少なくとも１つをカバーしている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って製造された太陽電池モジュール。 Comprising a solar cell based on a semiconductor substrate with a back surface and a front surface, and at least one coating layer;
The at least one coating layer is a pre-annealed powder coating layer pre-annealed in a first annealing process and covers at least one of the back surface and the front surface. Item 13. A solar cell module manufactured according to the method according to any one of Items 1 to 12.
前記太陽電池が、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法に従って製造されたコーティングされた太陽電池、または請求項２３〜２９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールであり、
前記バックシート層と前記少なくとも１つの太陽電池との間に第１のカプセル材層が構成され、
前記パネルモジュール透明カバー層と前記少なくとも１つの太陽電池との間に第２のカプセル材層が構成され、
前記第１のカプセル材層が、前記太陽電池上の接触領域のロケーションに対応するロケーションにおいて開口とともに構成され、
接触パッドが、前記少なくとも１つの太陽電池の各接触領域と、前記バックシート層上の対応する接触領域との間の前記開口において構成され、
少なくとも前記第１のカプセル材層および前記接触パッドが１００μｍ以下の厚さを有する、ソーラーパネル。 A solar panel comprising a panel module transparent cover layer, at least one solar cell, and a backsheet layer,
The solar cell is a coated solar cell manufactured according to the method according to any one of claims 1 to 22, or a solar cell module according to any one of claims 23 to 29,
A first encapsulant layer is configured between the backsheet layer and the at least one solar cell;
A second encapsulant layer is configured between the panel module transparent cover layer and the at least one solar cell;
The first encapsulant layer is configured with an opening at a location corresponding to a location of a contact area on the solar cell;
A contact pad is configured in the opening between each contact area of the at least one solar cell and a corresponding contact area on the backsheet layer;
The solar panel, wherein at least the first encapsulant layer and the contact pad have a thickness of 100 μm or less.
前記太陽電池の少なくとも１つの面上で事前アニールされたコーティング層でコーティングされた太陽電池を作成するために、前記粉末コーティングされた太陽電池をアニールするための第２のステーションと
を備える太陽電池またはソーラーパネルの加工ラインであって、
前記粉末コーティングされた太陽電池からコーティング粉末を選択的に除去するための第３のステーションを備え、前記第３のステーションが、使用中に前記太陽電池が前記第２のステーションに達する前に前記第３のステーションを通過するように、前記第１のステーションと前記第２のステーションとの中間に構成された、太陽電池またはソーラーパネルの加工ライン。 A first station for powder coating a solar cell;
A solar cell comprising a second station for annealing the powder-coated solar cell to create a solar cell coated with a pre-annealed coating layer on at least one surface of the solar cell; Solar panel processing line
A third station for selectively removing coating powder from the powder-coated solar cell, wherein the third station is in use before the solar cell reaches the second station. A processing line for solar cells or solar panels, which is configured between the first station and the second station so as to pass through three stations.
前記ピラーが、前記キャリアから延長し、太陽電池を支持するように構成され、前記太陽電池上の前記粉末コーティングの堆積中にマスキングされるべきである前記太陽電池の領域に対応するロケーションに配置されている、請求項３１に記載の太陽電池またはソーラーパネルの加工ライン。 The first station comprises a support tool comprising a plurality of pillars and a carrier;
The pillar extends from the carrier, is configured to support a solar cell, and is disposed at a location corresponding to a region of the solar cell that is to be masked during deposition of the powder coating on the solar cell. The processing line of the solar cell or solar panel according to claim 31.
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